Construir ciudades inteligentes seguras en la era de la 5G y la IoT

El término "ciudad inteligente" es una palabra de moda en un mundo en el que se espera con impaciencia la conectividad generalizada a través de la innovación en 5G y el Internet de las cosas, o IoT. Las "verdaderas" ciudades inteligentes se harán realidad en un futuro no muy lejano. La pregunta hoy es: ¿qué hace que una ciudad sea "inteligente", y cómo están preparados el 5G y el IoT para desempeñar un papel en esta transformación?

¿Qué hace que una ciudad sea verdaderamente "inteligente"?

Abundan las definiciones sobre el concepto de "ciudad inteligente". Una que lo engloba todo y abarca las perspectivas humana, tecnológica e institucional es:

"Una ciudad es inteligente cuando las inversiones en capital humano y social y en infraestructuras de comunicación tradicionales (transportes) y modernas (TIC) impulsan un crecimiento económico sostenible y una alta calidad de vida, con una sabia administración de los recursos naturales, a través de una gobernanza participativa."¹

Desde una perspectiva puramente tecnológica, las ciudades inteligentes pueden denominarse sinónimos de ciudades digitales, ciudades inteligentes, ciudades cableadas, ciudades híbridas o ciudades de la información. Los evangelistas de la tecnología creen inequívocamente que la conectividad ubicua hecha posible con 5G e IoT será el principal motor de las primeras "verdaderas" ciudades inteligentes del futuro.

Considere estos escenarios de casos de uso de IoT para ciudades inteligentes:

• Tráfico inteligente soluciones para controlar el flujo del tráfico
• Soluciones de aparcamiento inteligente para administrar las plazas vacías o disponibles en tiempo real
• Soluciones inteligentes de transporte público para gestionar de forma proactiva la puntualidad y el tráfico
• Servicios públicos inteligentes para una supervisión remota, una medición fiable y una facturación precisa
• Alumbrado público inteligente para un control automatizado e intuitivo de las farolas
• Gestión inteligente de residuos para una programación optimizada de la recogida
• Protección medioambiental inteligente para la vigilancia en tiempo real de la calidad del aire, el agua y el suelo
• Seguridad pública inteligente para el seguimiento y la supervisión en tiempo real de situaciones peligrosas

En términos generales, los ecosistemas de las ciudades digitales están diseñados para funcionar sobre marcos de tecnología de la información y la comunicación, o TIC, que conectan vastas redes neuronales de dispositivos físicos, sensores electrónicos, dispositivos móviles, puertas de enlace de comunicaciones, sistemas de tecnología de la información y centros de datos que se interrelacionan para hacer funcionar la infraestructura de una ciudad. Los dispositivos y sensores en el marco de las TIC habilitadas para IoT se conectan a través de una red de área extensa de baja potencia, o LPWAN, como la IoT de banda estrecha.

NB-IoT (o, Internet de las cosas de banda estrecha) admite la conectividad de bajo costo de dispositivos de IoT, objetos y sensores a escala masiva. Es la forma más adecuada de conectividad celular para los dispositivos de IoT y las aplicaciones que requieren una cobertura excepcionalmente amplia con un consumo de energía ultrabajo.

Aunque hoy en día NB-IoT puede implementarse desde dentro de una portadora LTE y como solución autónoma, en un futuro próximo, 5G NR (nueva radio) ofrecerá una mejor operatividad. Esto se debe a que la 5G cumplirá adecuadamente los requisitos de velocidad, latencia, conectividad y capacidad necesarios para administrar el volumen de datos generados por los dispositivos de IoT. Numerosas redes de células pequeñas que proporcionan servicios de alta velocidad de datos y conectividad ininterrumpida dentro de la infraestructura de la red inalámbrica de la ciudad estarán alimentadas por 5G.

Los datos en tiempo real generados por la matriz IoT conectada se transmiten a través de aplicaciones IoT en la nube diseñadas específicamente para el marco de las TIC. Los análisis avanzados basados en IA derivados de estos datos permiten entonces una administración inteligente de las operaciones de una ciudad para mejorar los numerosos aspectos medioambientales, sociales y regulatorios de la vida urbana.

Abundan los retos de seguridad

No hay duda de que la promesa de la 5G es fundamental para llevar la incipiente visión de las "verdaderas" ciudades inteligentes de la aspiración a la realización.El mayor reto, sin embargo, es la seguridad. La ciudad de San Francisco lo sabe muy bien. En septiembre de 2016, los ciberdelincuentes consiguieron comprometer casi una cuarta parte de las redes utilizadas por la Agencia Municipal de Transporte de San Francisco e infectarlas con ransomware.

En términos generales, estos retos de seguridad van de la mano de la visión de las ciudades inteligentes:

1. Superficie de ataque masiva: Debido a su volumen cada vez mayor, los dispositivos de IoT en el ecosistema de una ciudad inteligente pueden ser complejos de asegurar, con muchos más puntos de lanzamiento para los ataques. Armados con botnets, los dispositivos de IoT se convierten en conductos para infiltrarse con malware en las infraestructuras críticas de una ciudad.
2. Desafíos para la seguridad de los datos: Los datos generados por los dispositivos de IoT son el principal impulso para el modelo operativo de una ciudad inteligente. Los piratas informáticos pueden utilizar dispositivos y sensores comprometidos para obtener acceso no autorizado a datos públicos sensibles y confidenciales y someterlos a manipulación e interceptación en tránsito, lo que provoca graves problemas de confidencialidad, integridad y disponibilidad de los datos.
3. Desafíos para la red y el tiempo de actividad de las aplicaciones: Los dispositivos de IoT armados se prestan como objetivos para lanzar inundaciones masivas de señalización y ataques de denegación de servicio distribuidos volumétricos, o DDoS, contra la red inalámbrica y las aplicaciones en la nube que constituyen el marco TIC de una ciudad inteligente. Estos ataques merman la capacidad de la red para entregar mensajes reales a las aplicaciones en la nube. Los ataques DDoS también pueden utilizarse para afectar negativamente a las aplicaciones que procesan y analizan los datos de las ciudades inteligentes, paralizándolas o haciendo que no respondan en absoluto.

Las ciudades inteligentes son la próxima gran novedad, y van a llevar la vida urbana al siguiente nivel. Sin embargo, la interconectividad de las ciudades inteligentes es a la vez su mayor fortaleza y su mayor debilidad.

¹R. R. Berkel, A. & Singh, Prince & J. van Sinderen, M, "Una arquitectura de seguridad de la información para ciudades inteligentes", en Business Modeling and Software Design, 167-184.